SYNOPSYS 光学设计软件课程二十：设计容易制造与加工的非球面
(!Xb8rV0_
在本课中，我们展示如何将球面替换成非球面，从而改善像质。 然后我们重新优化它，控制非球面与最接近球面（CFS）的RMS偏离，以便更容易制造。 !(3 [z>
这是一个初始镜头，一个校正不佳的三片式镜头： XinKG< 3!
（如果您想自己运行此案例，始镜头名为6.RLE。） ] cMZ7V^
让我们做一个简单的优化运行。 首先，我们只使用球面。 这是MACro： w4zp%`?D'
FETCH 6 ~RZN +N
PANT I*/: rb
VLIST RAD 1 2 3 4 6 WcpH= "vm
VY 1 TH 20 3 VY 2 TH Nz%pl !
VY 3 TH 20 3 LvU/,.$
VY 5 TH +U?73cYN
VLIST GLM 1 3 ]I]G3 e
END J?tnS6V
[jEA|rd~}
AANT gADqIPu]
AEC ; AUTOMATIC EDGE CORRECTION MJa` 4 [/
ACC ; AUTOMATIC CENTER THICKNESS CONTROL =5:kV /p
3_T'0x\FP
GNR .5 1 3 2 0 Kek %io
GNR .5 1 3 2 .5 jR*iA3LDo
GNR .5 1 3 2 .7 A;f)`i0l,
GNR .5 1 3 2 1. v
"[<pFj^
GNR .5 1 2 1 0 M. _5m Z{
GNR .5 1 2 3 0 lLK||2d
GNR .5 1 2 1 1 XXQC`%-]<i
GNR .5 1 2 3 1 )*7{%Ilq
END OT"j V
?zVcP=p@
SNAP ; REQUEST SNAPSHOTS AS OPTIMIZATION RUNS 8 v)HTD/C
SYNO 50 ; REQUEST OPTIMIZATION FOR 50 PASSES 0ri f,{"
QD1&"T<.d.
镜头质量得到改善，但5阶球差和3阶球差没有得到平衡： )0 Vj\>
转换成非球面。 将下面的命令行添加到PANT文件并重新优化。 ucbtPTFYvr
VY 1 G 3 |C,]-mJ G
VY 1 G 6 "u{ym J]t
VY 1 G 10 ?*<1B
%f(4jQ0I
正如所期望的那样，现在镜头要好得多 - 但是非球面看起来如何？ ASY列表给出了系数： aD~S~L!
SPECIAL SURFACE DATA nppSrj?
______________________________________________________________________________ ?wjk=hM2
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE .I>CL4_
G 3 -3.740105E-08 (R**4) G 6 1.619749E-11 (R**6) G 10 2.852988E-14 (R**8) !L_xcov!Y
#}8V UbJ
我们使用了22个G非球面系数项中的三个。 查看该表面与最贴近的球面的贴合程度（CFS）。 输入命令 h,]lN'JG{
ADEF 1 PLOT. . R S
r8A'8g4cM
该图表显示与CFS有很大不同。 这可能难以准确控制。 让我们继续优化，是否能得到更容易制作的非球面。 在AANT文件中添加了这些行 U<'$ \ P
M 0 100 CLINK f,BJb+0
ADEF 1 =Hj3o_g-
CD1 FILE 6 a &`^M
= CD1 mmMiA@0
j",*&sy
这里我们使用CLINK选项，它使优化程序运行下一个命令（在这种情况下为ADEF），然后从文件缓冲区中获取所需的数量。 （要了解此强大功能，请在中键入HELP CLINKCW）。 5F :\U
SYNOPSYS已经有了这种分析的命令，如用户手册的第10.3.3节所述，但如果没有，你会怎么做？ 本课程展示了如何使用其他功能来执行相同的操作，并且如果您想要执行没有命令的操作，最好知道如何使用其他功能。 6S(`Bw8h
加权因子100来自哪里？ 非球面和CFS之间的RMS差异为0.00042，其他像差中最大的差异为0.045。 （要查看这些值，可以使用FINAL nb命令。我们输入FINAL 5，查看五个最大的像差，并得到下表（它位于FINAL ERROR列中））： !=+;9Ry$z
FINAL 5 ](IOn:MuDE
ABERRATION LIST *6v5JH&K
NAME TARGET WEIGHT RAW VAL. FINAL ERROR R. EFFECT ?w)A`G _
81 0.0000000 0.9362033 SR 0.0140 0.130792E-01 0.028286 Q"qJ 0f)
A 2 YC 0.70000 0.50000 0.83333 0.00000 ~fO#En
Af^ 9WJ
103 0.0000000 1.7262735 SR -0.0070 -0.120986E-01 0.024204 =
@FT$GQ
A 2 YC 1.00000 0.16667 0.50000 0.00000 L D ,T$"
9s*UJIL
157 0.0000000 1.1508490 SR 0.0141 0.162809E-01 0.043829 O [=W%2I!i
A 1 YC 1.00000 0.25000 0.75000 0.00000 eE{
2{C
vTp,j-^
161 0.0000000 2.5733766 SR -0.0064 -0.165815E-01 0.045462 26j-1c!NGd
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.25000 0.00000 [c99m:*+
$% W.=a'5
163 0.0000000 1.1508490 SR -0.0111 -0.127588E-01 0.026917 rhN"#?
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.75000 0.00000 -BsZw.
7P
7 S %`]M4;
因此，这种加权将使RMS偏离与最大光线像差的误差相当。 uHTm
我们如何找出要添加到AANT文件中的其他行？当ADEF命令运行时，它会将其部分输出的副本放入AI缓冲区。 运行该命令后，询问AI r&XxF >
BUFFER? >Q)S-4i R
X,K`]hb*0_
看看放在哪里。 " &mwrjn"T
BUFF? gER(&L 4[
O@rZ ^Aa
The current FILE BUFFER contains =e6!U5
f
1 0.02051954 BEST FIT CV v/`#Gu^P
2 48.73404382 BEST FIT RD H#b u3*'
3 -5.38236122E-13 VERTEX SHIFT fl*49-d
4 0.50763222 VOL. REMOVED @$wfE\ _L
5 0.00097815 PEAK DIFF. R7x*/?
6 0.00031781 RMS DIFF. &2W`dEv]?
U,aMv[Z B
我们所需的RMS差异在位置6- 我们想要控制的数量。 所以我们运行这个新的优化，光扇图几乎没有变化。 现在非球面看起来像什么？ ulk yP
SYNOPSYS AI>ASY 2}ywNVS
g;y*F;0@
SPECIAL SURFACE DATA /{Z<!7u;U
______________________________________________________________________________ -" xC\R
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE ?j}
Fxr
G 3 -3.290403E-08 (R**4) G 6 1.879146E-11 (R**6) G 10 3.012221E-14 (R**8) 8sL+ik"
Q RER[8]r$
ADEF 1 PLOT LM".]f!,
Vb~;"WABo
现在RMS差异仅为0.00018。 在这里，我们的镜头只有43％的非球面偏离，并且性能基本相同。 "04:1J`
现在调整加权因子可能是有意义的，分阶段增加它直到性能开始降低。 这可能会产生比上面更容易制作的镜头。 q4u-mM7#7
通过拾取FILE 5，我们也可以控制峰值差异而不是RMS。将AANT命令更改为 ' Pm BNT
M 0 50 CLINK eZ(o _
ADEF 1 ?/KkN3Y_j[
CD1 FILE 5 JZD&u6tB
= CD1 d,t'e?
8p~|i97W]!
并重新优化。 现在峰值偏离较小，仅0.00031毫米。 }z2K"eGt
制造这种非球面有多难？ 让我们来看看： ADEF 1 FRINGES pz/vvH5
这是一个非常漂亮的柔和的非球面，只有一些条纹到最合适的球面。 条纹是双通的; 实际差异只是显示的一半。 Q!W+vh
使用这些工具，人们可以利用非球面元件，同时要确保它们易于制造。
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